机械设备名称(NASA最重大的十大创新设备)

Posted 2023-05-29

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机械设备名称(NASA最重大的十大创新设备)

美国趣味科学网站列出了数十年来NASA最重大的十大创新设备。

自1958年成立至今，NASA一直以勇于创新而闻名世界，被广泛认为是全球太空机构的领头羊。尽管其财政预算不断缩减，从1966年占国家总预算的约5%下降到上世纪70、80、90年代的1%，再到目前创历史新低的0.5%，人数也不断减少，但NASA一直在用新技术、新项目、新设备，带领美国朝更深更远的太空进发。以下十款令人叹为观止的创新设备就是最好的证明。

第一名：“土星5”号

　排名第一的是功能强大的“土星5”号运载火箭，它是NASA在阿波罗计划和天空实验室两项太空计划中使用的多级可抛式液态燃料火箭，也是历史上最高、最重、推力最强的运载火箭，由更小型的V-2火箭演化而来。

1969年7月20日，“土星5”号运载火箭将全球第一艘载人飞船“阿波罗11”号送上了月球，并成功返回，此后，还有8枚“土星5”号运载火箭将载人的“阿波罗”号宇宙飞船送上月球轨道。在整个航空航天史上，“土星5”号运载火箭都是值得浓墨重彩抒写的一章。

第二名：阿波罗登月火箭

阿波罗计划是美国在1961年到1972年组织实施的一系列载人登月飞行任务。目的是实现载人登月飞行和人对月球的实地考察，为载人行星飞行和探测进行技术准备，它是世界航天史上具有划时代意义的一项成就。阿波罗计划始于1961年5月，至1972年12月第6次登月成功结束，历时约11年，耗资255亿美元。

第三名：国际空间站

　　国际空间站（ISS）是迄今最大也是最昂贵的地外设备，其运行于距离地面400公里的地球轨道上;它也是迄今最复杂、最成功的国际合作典范。国际空间站集合了美国、俄罗斯、日本和欧洲等不同国家的太空研究成果。

国际空间站比一个足球场还大，身价金贵，建造成本高达1500亿美元。它也是太空持续使用时间最长的建筑，40年来，有多位科学家在国际空间站内从事过研究。

随着国际空间站服役时间的不断增加，科学家们需要想出一些别出心裁的解决方案来修理日益老化的零件，比如，研究人员最近对出错的空调系统的修复等。但不管怎样，国际空间站已经证明自己非常“靠谱”，或许可以运行到2024年。

第四名：登月舱

当美国格鲁曼飞机工程公司受命为NASA制造阿波罗登月舱时，它们的口号就是让登月舱变得更轻、更轻、更轻。此前，格鲁曼公司一直以制造坚固耐用的战斗机而闻名，现在，它们被要求建造的是真正的航天飞机——只能在太空中飞行的飞机，这就意味着，在普通飞机那大行其道的流线型、空气动力学等都不再管用，他们必须另辟蹊径。他们首先采用的办法是：剔除了很多窗户、座椅甚至侧板，也就是说，凡是对登陆月球没有帮助的所有物品都被摒弃了。

　　但这样做得到的机器仍然太重，无法飞起来，因此，格鲁曼公司采取了非常极端且富有突破性的办法：采用化学方法来蚀刻由机器切削而成的细小零件，直到它们足够坚固，最终有10台登月舱飞起来了，其中包括阿波罗13号登月舱。

最能证明登月舱价值的是，阿波罗13号登月飞船发射后两天，服务舱的氧气罐发生的爆炸严重损坏了航天器，使其大量损失氧气和电力，但三位宇航员使用航天器的登月舱作为太空中的救生艇，在太空中经历了缺电、温度异常以及饮用水问题后，仍然成功返回了地球。

第五名：“好奇”号火星漫游车

　　“降落——我们安全登陆火星！”当飞行指挥员艾尔·陈说出这5个词时，一个长达10年的漫长征程以NASA的“好奇”号火星车在火星上安全着陆而完美收官。

这个耗资25亿美元的研究计划是迄今最野心勃勃的计划。“好奇”号火星车重达1吨，大小相当于一辆Mini Cooper汽车，其也是第一辆采用核动力驱动的火星车，最终使命是探寻火星上的生命元素。

该火星车进入火星这颗红色行星的大气后，借助一个大降落伞把它的隔热板及后壳扔掉，以减慢下降速度，然后再利用被称作“天空起重机（Sky Crane）”的推进器慢慢下降。这个起重机利用电缆把该车放在火星表面，然后，它会飞走最后坠毁。

第六名：阿波罗导航计算机

借用上世纪60年代的技术，如何能让宇航员们飞到月球呢？

仅仅将希望寄托在火箭上？

当然不行，你还需要一台复杂的导航计算机。

在“阿波罗”计划刚开始的时候，阿波罗导航计算机被认为是整个计划风险最大的部分。实际上，在“阿波罗”计划中，辅助人类登上月球的技术奇迹正是飞船上的导航计算机。

在上世纪60年代，大部分计算机都要占据整个房间，但飞船的机载电脑却要求体积小且功耗低。

怎么办？NASA的研究人员同美国麻省理工学院（MIT）的设备实验室携手，设计并制造出了阿波罗导航计算机，这是有史以来第一台集成电路数字飞行计算机，参与“阿波罗”计划的宇航员们使用这台计算机在地球和月球之间来回往返了9次。尽管今天人们可能无法相信能用如此“原始”的电脑来控制宇宙飞船，但它的确有即使以今天的标准来看都很高级的功能。

阿波罗导航计算机能够为飞船提供从地球到月球、从月球轨道到月球表面、接着再回到地球的导航，所有这些都依靠计算机上2KB的随机动态存储器（RAM）和36KB的编程指令。尽管这台计算机远远不如一台洗衣机聪明，但其非常可靠，也是现代紧凑型数字计算机的基础。

第七名：航天飞机

　　航天飞机一般由轨道器、外贮箱和固体助推器组成，其拥有庞大的载荷，每架航天飞机能飞行30次。美国从上世纪70年代开始研发航天飞机，直到1981年才发射了第一架航天飞机，但自此以后，每一次航天飞机的发射都吸引着人们的目光，共有5种型号的航天飞机接受了世人的检验，分别为“哥伦比亚”号、“挑战者”号、“发现”号、“亚特兰蒂斯”号和“奋进”号。

第八名：F-1火箭发动机

上世纪50年代末，整个美国社会陷入“火箭狂热”中，俄罗斯的火箭总是比美国的火箭更大更好，因此，不甘心的美国空军授权加州洛克达因公司（Rocketdyne）研制全球最大、功能最强的火箭发动机。最终研制出的发动机名为F-1，用于“土星5”号运载火箭的第一级，最终将阿波罗宇宙飞船送上了月球。F-1是投入使用的推力最大的单喷嘴液体发动机。

第九名：“海盗”号火星登陆器

尽管此前，NASA的宇宙飞船从来没有飞到火星那么遥远的地方。但10年后，NASA的工程师们就让这个不可思议的梦想走进了现实，他们创建了一个小型的生命科学实验室，并将其从占满一间教室那么大缩小到小型洗衣机那么大。“海盗1”号和“海盗2”号这两艘宇宙飞船都配备有登陆器，它们于1976年登上了火星。

这对“双胞胎”着陆器分别降落在火星的两端，在90多天的探测任务中表现得非常出色（其中“海盗1”号着陆器运行到1982年），NASA希望“海盗”号能搜寻到未知的火星生命，但它们在火星表面一无所获。

“海盗”计划是火星探测史上最昂贵的计划，也是1990年到2000年最成功且提供信息最多的火星探测计划。

第十名：阿波罗月球服

如果你不能在月球漫步，那么，飞到月球有什么好处呢？这也是上世纪60年代初，NASA的工程师们面临的问题。他们已经为X-15超音速飞行机设计出了太空服，“水星（Mercury）”以及之后的“双子座（Gemini）”，每套航天服都比前任好一点，但这些航天服都僵硬、庞大、笨重且穿着不舒服。而且，或许最不好的是，当穿着这种衣服时，人们几乎什么也没法干，因为，他们就像背着僵硬、厚重的气球。

　　至于“阿波罗”月球任务，NASA的工程师们在执行“阿波罗”登月任务时，充分考虑了这一点，并进行了大胆的革新，他们制造出了数十套月球服并逐一进行了测试，最后为执行“阿波罗11”号登月任务的宇航员们选中了一套看起来很笨重的衣服。

这套太空服比其看起来要轻巧灵便很多，专门为在月球表面工作而设计。月球服由16层材料组成，用于保温并防止微陨石的袭击。月球服内装有冷却和供氧系统，以维持航天员生命，胸部还装有一组用于操纵和检测背包系统的控制盘。月球服的背包可供给航天员氧气、冷却航天服中循环的水，其中还包括一个小型无线电发报机和一个氧气净化装置。头盔有两层面罩，可以防护航天员眼睛不受紫外线、红外线和流星微粒的伤害。加压手套外层由一种特殊的纤维制成，内层是绝热材料，以防航天员在工作中接触热物体或冷物体时受伤。手套的指端由硅有机橡胶制成，可提高航天员手指的敏感性。